Presentation Structure

Σχετικά έγγραφα
Improvement of wave height forecast in deep and intermediate waters with the use of stochastic methods

ΧΩΡΟΧΡΟΝΙΚΗ ΟΜΗ ΤΩΝ ΣΦΑΛΜΑΤΩΝ ΤΗΣ ΚΥΜΑΤΙΚΗΣ ΠΡΟΓΝΩΣΗΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ

«ΑΝΑΠΣΤΞΖ ΓΠ ΚΑΗ ΥΩΡΗΚΖ ΑΝΑΛΤΖ ΜΔΣΔΩΡΟΛΟΓΗΚΩΝ ΓΔΓΟΜΔΝΩΝ ΣΟΝ ΔΛΛΑΓΗΚΟ ΥΩΡΟ»

Wind and Wave Correlation in the Greek Seas. N.Aspiotis, S.Sofianos, N.Skliris and A.Lascaratos University of Athens, Department of Applied Physics

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Κεφάλαιο 1: Κεφάλαιο 2: Κεφάλαιο 3:

UDZ Swirl diffuser. Product facts. Quick-selection. Swirl diffuser UDZ. Product code example:

Section 8.3 Trigonometric Equations

Assalamu `alaikum wr. wb.

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΣΤΑΤΙΣΤΙΚΗ ΑΝΑΛΥΣΗ

the total number of electrons passing through the lamp.

CHAPTER 25 SOLVING EQUATIONS BY ITERATIVE METHODS

ΑΝΙΧΝΕΥΣΗ ΓΕΓΟΝΟΤΩΝ ΒΗΜΑΤΙΣΜΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΕΠΙΤΑΧΥΝΣΙΟΜΕΤΡΩΝ ΔΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ

Ι ΑΚΤΟΡΙΚΗ ΙΑΤΡΙΒΗ. Χρήστος Αθ. Χριστοδούλου. Επιβλέπων: Καθηγητής Ιωάννης Αθ. Σταθόπουλος

Figure 3 Three observations (Vp, Vs and density isosurfaces) intersecting in the PLF space. Solutions exist at the two indicated points.

Computing the Gradient

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙO ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΑΞΙΟΠΟΙΗΣΗΣ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΓΕΩΡΓΙΚΗΣ ΜΗΧΑΝΙΚΗΣ

EE512: Error Control Coding

ΠΩΣ ΕΠΗΡΕΑΖΕΙ Η ΜΕΡΑ ΤΗΣ ΕΒΔΟΜΑΔΑΣ ΤΙΣ ΑΠΟΔΟΣΕΙΣ ΤΩΝ ΜΕΤΟΧΩΝ ΠΡΙΝ ΚΑΙ ΜΕΤΑ ΤΗΝ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΚΡΙΣΗ

[1] P Q. Fig. 3.1

Jesse Maassen and Mark Lundstrom Purdue University November 25, 2013

Πτυχιακή Εργασι α «Εκτι μήσή τής ποιο τήτας εικο νων με τήν χρή σή τεχνήτων νευρωνικων δικτυ ων»

Πανεπιστήμιο Κρήτης, Τμήμα Επιστήμης Υπολογιστών Άνοιξη HΥ463 - Συστήματα Ανάκτησης Πληροφοριών Information Retrieval (IR) Systems

Démographie spatiale/spatial Demography

Bayesian statistics. DS GA 1002 Probability and Statistics for Data Science.

Durbin-Levinson recursive method

CHAPTER 12: PERIMETER, AREA, CIRCUMFERENCE, AND 12.1 INTRODUCTION TO GEOMETRIC 12.2 PERIMETER: SQUARES, RECTANGLES,

Numerical Analysis FMN011

Approximation of distance between locations on earth given by latitude and longitude

ΚΒΑΝΤΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

ΠΣΤΥΙΑΚΗ ΔΡΓΑΙΑ. Μειέηε Υξόλνπ Απνζηείξσζεο Κνλζέξβαο κε Τπνινγηζηηθή Ρεπζηνδπλακηθή. Αζαλαζηάδνπ Βαξβάξα

Test Data Management in Practice

Figure A.2: MPC and MPCP Age Profiles (estimating ρ, ρ = 2, φ = 0.03)..

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ ΣΧΟΛΗ ΓΕΩΤΕΧΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ. Πτυχιακή εργασία

ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΤΟΥ ΚΟΣΤΟΥΣ ΤΩΝ ΟΔΙΚΩΝ ΑΤΥΧΗΜΑΤΩΝ ΚΑΙ ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΤΩΝ ΠΑΡΑΓΟΝΤΩΝ ΕΠΙΡΡΟΗΣ ΤΟΥ

Μειέηε, θαηαζθεπή θαη πξνζνκνίσζε ηεο ιεηηνπξγίαο κηθξήο αλεκνγελλήηξηαο αμνληθήο ξνήο ΓΗΠΛΩΜΑΣΗΚΖ ΔΡΓΑΗΑ

Μηχανική Μάθηση Hypothesis Testing

Queensland University of Technology Transport Data Analysis and Modeling Methodologies

5.4 The Poisson Distribution.

Practice Exam 2. Conceptual Questions. 1. State a Basic identity and then verify it. (a) Identity: Solution: One identity is csc(θ) = 1

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

CMOS Technology for Computer Architects

Reminders: linear functions

Module 5. February 14, h 0min

Statistics 104: Quantitative Methods for Economics Formula and Theorem Review

ΖΩΝΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΚΑΤΟΛΙΣΘΗΤΙΚΗΣ ΕΠΙΚΙΝΔΥΝΟΤΗΤΑΣ ΣΤΟ ΟΡΟΣ ΠΗΛΙΟ ΜΕ ΤΗ ΣΥΜΒΟΛΗ ΔΕΔΟΜΕΝΩΝ ΣΥΜΒΟΛΟΜΕΤΡΙΑΣ ΜΟΝΙΜΩΝ ΣΚΕΔΑΣΤΩΝ

Metal Oxide Varistors (MOV) Data Sheet

Biostatistics for Health Sciences Review Sheet

Bayesian modeling of inseparable space-time variation in disease risk

ΔΗΜΟΚΡΙΤΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΡΑΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΑΓΩΓΗΣ

Ala Wai Drogue Survey

Ακριβής 3Δ Προσδιορισμός Θέσης των Σημείων του Κεντρικού Τομέα του Δικτύου LVD με τη μέθοδο του Σχετικού Στατικού Εντοπισμού

4.6 Autoregressive Moving Average Model ARMA(1,1)

A Bonus-Malus System as a Markov Set-Chain. Małgorzata Niemiec Warsaw School of Economics Institute of Econometrics

Elements of Information Theory

Spatiotemporal footprint of the WNV in Greece : Analysis & Risk Αssessment in a GIS Εnvironment

3.4 SUM AND DIFFERENCE FORMULAS. NOTE: cos(α+β) cos α + cos β cos(α-β) cos α -cos β

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΠΑΤΡΩΝ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ

Μετρήσεις ηλιοφάνειας στην Κύπρο

Kostas Tsigaridis.

Πτυχιακή Εργασία Η ΠΟΙΟΤΗΤΑ ΖΩΗΣ ΤΩΝ ΑΣΘΕΝΩΝ ΜΕ ΣΤΗΘΑΓΧΗ

Stabilization of stock price prediction by cross entropy optimization

«Χρήσεις γης, αξίες γης και κυκλοφοριακές ρυθμίσεις στο Δήμο Χαλκιδέων. Η μεταξύ τους σχέση και εξέλιξη.»

First Sensor Quad APD Data Sheet Part Description QA TO Order #

Matrices and Determinants

k A = [k, k]( )[a 1, a 2 ] = [ka 1,ka 2 ] 4For the division of two intervals of confidence in R +

b. Use the parametrization from (a) to compute the area of S a as S a ds. Be sure to substitute for ds!

HW 3 Solutions 1. a) I use the auto.arima R function to search over models using AIC and decide on an ARMA(3,1)

FORMULAS FOR STATISTICS 1

IMES DISCUSSION PAPER SERIES

Instruction Execution Times

DESIGN OF MACHINERY SOLUTION MANUAL h in h 4 0.

6.1. Dirac Equation. Hamiltonian. Dirac Eq.

Buried Markov Model Pairwise

Higher Derivative Gravity Theories

ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΚΥΜΑΤΙΚΟΥ ΚΛΙΜΑΤΟΣ ΣΤΟ ΘΡΑΚΙΚΟ ΠΕΛΑΓΟΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΟΥ ΟΜΟΙΩΜΑΤΟΣ SWAN

Chapter 1 Introduction to Observational Studies Part 2 Cross-Sectional Selection Bias Adjustment

Phys460.nb Solution for the t-dependent Schrodinger s equation How did we find the solution? (not required)

: Monte Carlo EM 313, Louis (1982) EM, EM Newton-Raphson, /. EM, 2 Monte Carlo EM Newton-Raphson, Monte Carlo EM, Monte Carlo EM, /. 3, Monte Carlo EM

ΓΕΩΠΟΝΙΚΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΘΗΝΩΝ ΤΜΗΜΑ ΕΠΙΣΤΗΜΗΣ ΤΡΟΦΙΜΩΝ ΚΑΙ ΔΙΑΤΡΟΦΗΣ ΤΟΥ ΑΝΘΡΩΠΟΥ

Finite Field Problems: Solutions

CYPRUS UNIVERSITY OF TECHNOLOGY. Faculty of Engineering and Technology. Department of Civil Engineering and Geomatics. Dissertation Thesis

ΔΙΠΛΩΜΑΣΙΚΗ ΕΡΓΑΙΑ. του φοιτητή του Σμήματοσ Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και. Σεχνολογίασ Τπολογιςτών τησ Πολυτεχνικήσ χολήσ του. Πανεπιςτημίου Πατρών

ΤΜΗΜΑ ΦΥΣΙΚΩΝ ΠΟΡΩΝ & ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ

Non-Gaussianity from Lifshitz Scalar

Πεξηβάιινλ θαη Αλάπηπμε ΔΘΝΙΚΟ ΜΔΣΟΒΙΟ ΠΟΛΤΣΔΥΝΔΙΟ ΓΙΔΠΙΣΗΜΟΝΙΚΟ - ΓΙΑΣΜΗΜΑΣΙΚΟ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΜΔΣΑΠΣΤΥΙΑΚΧΝ ΠΟΤΓΧΝ (Γ.Π.Μ..) "ΠΔΡΙΒΑΛΛΟΝ ΚΑΙ ΑΝΑΠΣΤΞΗ"

,,, (, ) , ;,,, ; -

PARTIAL NOTES for 6.1 Trigonometric Identities

Other Test Constructions: Likelihood Ratio & Bayes Tests

Μεταπτυχιακή διατριβή

Supplementary Materials for Evolutionary Multiobjective Optimization Based Multimodal Optimization: Fitness Landscape Approximation and Peak Detection

Αναερόβια Φυσική Κατάσταση

ΙΠΛΩΜΑΤΙΚΗ ΕΡΓΑΣΙΑ. ΘΕΜΑ: «ιερεύνηση της σχέσης µεταξύ φωνηµικής επίγνωσης και ορθογραφικής δεξιότητας σε παιδιά προσχολικής ηλικίας»


CLIMATE CHANGE IMPACTS ON THE WATER BALANCE OF SMALL SCALE WATER BASINS

Study of In-vehicle Sound Field Creation by Simultaneous Equation Method

Metal thin film chip resistor networks

ΚΥΠΡΙΑΚΗ ΕΤΑΙΡΕΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ CYPRUS COMPUTER SOCIETY ΠΑΓΚΥΠΡΙΟΣ ΜΑΘΗΤΙΚΟΣ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΟΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ 19/5/2007

Congruence Classes of Invertible Matrices of Order 3 over F 2

1 (forward modeling) 2 (data-driven modeling) e- Quest EnergyPlus DeST 1.1. {X t } ARMA. S.Sp. Pappas [4]

Math 6 SL Probability Distributions Practice Test Mark Scheme

Transcript:

Improvement of wave height forecast in deep and intermediate waters with the use of stochastic methods Zoe Theocharis, Constantine Memos, Demetris Koutsoyiannis National Technical University of Athens School of Civil Engineering WISE 6, Venice Presentation Structure. Introduction. Methodology. Applications. Conclusions WISE 6, Venice

Introduction WISE 6, Venice Introduction OBJECTIVE: : Improvement of the forecast power of numerical wave models using real time measurements Improvement of wave predictions can be achieved by three different approaches: Data assimilation techniques (require re-run run and space coverage) Stochastic tools Neural networks techniques WISE 6, Venice

Only a few stochastic applications concerning real time improvement of the wave forecast Caires & Sterl,, : non parametric correction of ERA- reanalysis data, using a learning dataset In this work a stochastic technique is applied to measured data of wave height for improving forecasts of the wave model WISE 6, Venice 5 Methodology WISE 6, Venice 6

Bivariate Linear Regression models Yˆ t + k t = ak X t + k t + t β ky + γ κ Yˆ : Y : Χ : Wave height estimate Wave height measurement Wave height model forecast k=,, < model,, > Trivariate linear model < model > WISE 6, Venice 7 Bivariate Non-Linear Regression models Y λ t+ t = α Χ λ t+ t + β Y λ t + γ, if Y t c, Y λ t+ t = α Χ λ t+ t + β Yλ t + γ, if Y t c γ = γ + (β - β ) c λ (continuity c) <model > WISE 6, Venice 8

Applications WISE 6, Venice 9 First Application: The Aegean Sea The Stations Used WISE 6, Venice

very irregular coastline complicated bottom topography presence of a large number of islands scattered over the area abrupt changes in magnitude and direction of the wind field WISE 6, Venice Underestimation Mean Wave ΜΕΣΟΙ Height ΟΡΟΙ Measurement- ΥΨΟΥΣ ΚΥΜΑΤΟΣ (m) Forecast.6...8.6.. Measurements through POSEIDON System 5 6 7 8 9 ΜΗΝΕΣ -hour months time step Measur ΜΕΣΟΙ ΟΡΟΙ ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ Measurement ΜΕΣΟΙ ΟΡΟΙ WISE 6, Venice ATHOS STATION

Underestimation Measurements through POSEIDON System Wave ΥΨΟΣ Height ΚΥΜΑΤΟΣ Measurement- ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ- forecast (m) 7 6 5 5 67 89 5 67 89 5 67 89 5 67 89 5 67 89 55 55 555 5657 5859 66 66 665 6667 6869 77 77 -hour time step ΧΡΟΝΙΚΑ months ΒΗΜΑΤΑ ΩΡΩΝ ΜΕΤΡΗΣΗ Measur ΠΡΟΒΛΕΨΗ Measurement WISE 6, Venice ATHOS STATION Μodel.5 --Measurement ΜΕΤΡΗΣΗ -- Forecast ΜΟΝΤΕΛΟ 6. ΜΟΝΤΕΛΟ --Model.5.5.5 7 6 9 5 8 7 6 9 5 55 58 6 6 67 7 7 76 79 8 85 88 9 9 97 ΥΨΟΣ Wave ΚΥΜΑΤΟΣ Height (m) (m) -hour time step ΧΡΟΝΙΚΑ ΒΗΜΑΤΑ ΩΡΩΝ WISE 6, Venice ATHOS STATION

7 Wave ΥΨΟΣ Height ΚΥΜΑΤΟΣ (m) (m) 6 5 Approximation of the measured average wave height Significant decrease of the standard deviation --Measurement ΜΕΤΡΗΣΗ -- Forecast ΜΟΝΤΕΛΟ 6. --Model 77 5 9 5 8 57 5 69 685 76 87 9 989 65 7 9 69 5 5 597 67 79 85 9 977 5 9 5 8 57 WISE 6, Venice 5.5 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-.5.5.5 y =.68x +.999 R =.78 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΟΝΤΕΛΟ Wave 6..Α (m) Height Forecast (m).5 5 6 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΕΤΡΗΣΗ 5.5.5.5.5.5 y =.99x +.67 R =.979 Wave Height Measurement (m) 5 6 9.6 N 9. N 9. N 9 N 8.8 N ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΕΤΡΗΣΗ (m) Wave Height Measurement (m) 5.5 E 6 E 6.5 E WISE 6, Venice 6 Dardan Ocean Data View m 5m 5m m m

5.5 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ- (m) ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΟΝΤΕΛΟ 6..Α Wave (m) Height Forecast (m).5.5.5.5 y =.5x +.96 R =.79 5 7.7 N 6 6 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΕΤΡΗΣΗ (m) 5 y =.99x +. R =.957 7.6 N 7.5 N 7. N 7. N 7. N 5 E 5. E 5. E 5.6 E Ocean Data View 5 5 5 6 WISE 6, Venice 7 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ ΜΕΤΡΗΣΗ (m) Wave Height Measurement (m) ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ- (m) ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΟΝΤΕΛΟ (6.) Wave (m) Height Forecast (m).5.5.5.5 y =.556x +.88 R =.677.5.5.5.5.5.5 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΕΤΡΗΣΗ (m).5.5.5.5 y =.975x +.88 R =.975 6.6 N 6.5 N 6. N 6. N m 5m 5m m.5.5.5.5.5 6. N WISE 6, Venice ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ-ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ (m) 5. E 5. E 5. E 5. E 5.5 E 5.6 E8 Wave Height Measurement (m) Ocean Data View

Summary Table R Athos R Lesvos R Mykonos R Santorini MODEL.78.7.7.676 MODEL.9.89.97.96 MODEL.865.8.86.8 MODEL.9.895.9.9 MODEL a.99.897.96.99 MODEL b.99.898.95.98 WISE 6, Venice 9 Total improvement οbtained: For all four stations For all four models tested For all periods of implementation For high and low values of the wave height No outliers Increase of the forecast time step decreases the predictive accuracy of our technique Our technique s s R^ equals s for forecasts horizon more than days WISE 6, Venice

nd application: Indian Ocean Two stations: one in deep waters (station ) One in intermediate waters (station ) Distance: 9Km cycle WISE 6, Venice WAVE ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ. HEIGHT ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ measurement- ΜΟΝΤΕΛΟ, ANOIXTA ΙΝ ΙΚΗΣ ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ (station ),5 WAVE HEIGHT ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ,5,5,5 overestimation,5 5 6 7 8 9 5 6 7 8 9 5 6 7 8 9 No Assim Buoy Active Swell Subroutine WAVE HEIGHT ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ,,8,6,,,,8,6 ΥΨΟΣ ΚΥΜΑΤΟΣ. ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΚΑΙ ΜΟΝΤΕΛΟ, ΠΑΡΑΚΤΙΑ ΙΝ ΙΚΗΣ ΧΕΡΣΟΝΗΣΟΥ WAVE HEIGHT measurement- (station ) Outliers for two days both in deep and intermediate waters,,, 5 56 67 78 89 55 66 77 88 99 5 65 76 87 98 9 WISE 6, Venice No Assim Buoy

ΕΦ ΑΡΜΟΓΗ Non linear ΣΤΟΧΑΣΤΙΚΟΥ stochastic model ΜΟΝΤΕΛΟΥ to improve ΑΠΟ station ΒΑΘΕΙΑ ΣΕ ΡΗΧΑ ΝΕΡΑ. ΙΝ ΙΚΟΣ ΩΚΕΑΝΟΣ. ΠΡΟΓΝΩΣΗ ΣΤΟ +9 wave height forecast using station data ΥΨΟΣ Wave ΚΥΜΑΤΟΣ height,5,5,5,5,5 ΜΕΤΡΗΣΗ MEASUREMENT NON LINEAR REGRESSION 9 58 77 96 5 5 7 9 9 8 67 86 Remarkable improvement Coefficient of determination (R^=.9) Approximation of the measured average wave height Absorbing the outliers K time step selection WISE 6, Venice Conclusions WISE 6, Venice

All models improve significantly the forecast in applications tested The parameters (weights) in all models indicate the same performance in all stations and in all periods of implementation The relation between measurements and predictions seems to be the same (error source, systematic error) If we have/measure the wave height for a small period of - months irrespectively of the season, we can:. Estimate the variable weights and then. Significantly improve in real time the forecast of the wave model without re-running running it and within an area of considerable extent containing the point of measurement Stochastic models are a useful tool for wave forecast. Future research is needed WISE 6, Venice 5